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1、第二章第二章 玻璃原料及配合料制备玻璃原料及配合料制备。化工原料碎玻璃矿物原料玻璃原料配合料本章教学内容第一节第一节 玻璃的原料玻璃的原料第二节第二节 配合料的制备配合料的制备掌握：玻璃的主要原料和各种辅助原料及其作用玻璃的主要原料和各种辅助原料及其作用 玻璃的配合料的制备过程玻璃的配合料的制备过程 熟悉：配合料的计算过程和方法配合料的计算过程和方法 了解：各种破碎设备各种破碎设备 配合料制备的原则配合料制备的原则本章教学目标玻璃的主要原料玻璃的主要原料指向玻璃中引入各种组成氧化物的原料指向玻璃中引入各种组成氧化物的原料包括石英砂、石灰石、纯碱等。包括石英砂、石灰石、纯碱等。第一节第一节 玻璃
2、的原料玻璃的原料辅助原料辅助原料指使玻璃获得某些必要的性质和加速熔制过程指使玻璃获得某些必要的性质和加速熔制过程的原料，根据作用可分为澄清剂、着色剂、脱色剂、氧的原料，根据作用可分为澄清剂、着色剂、脱色剂、氧化还原剂、乳浊剂及其它。化还原剂、乳浊剂及其它。酸酸 性性 氧氧 化化 物物碱碱 性性 氧氧 化化 物物多多 价价 氧氧 化化 物物按按 引引 入入 氧氧 化化 物物 的的 性性 质质玻玻 璃璃 形形 成成 氧氧 化化 物物 中中 间间 体体 氧氧 化化 物物 网网 络络 外外 体体 氧氧 化化 物物按按 引引 入入 氧氧 化化 物物 的的 作作 用用引入引入SiOSiO2 2的原料的原料
3、: : 1.1.硅砂硅砂: : 即石英砂；高纯度的为白色，即石英砂；高纯度的为白色，多数由于含有杂质而变色；多数由于含有杂质而变色；粒径在粒径在0.150.150.8mm;0.8mm;可含有可含有少量无害矿物，有害矿物含少量无害矿物，有害矿物含量尽量少。量尽量少。 2.2.砂岩砂岩: : 粘土质，长石质和钙质砂岩粘土质，长石质和钙质砂岩, ,杂质少，成分稳定杂质少，成分稳定1.1 1.1 玻璃的主料玻璃的主料掌握引入引入AlAl2 2O O3 3的原料的原料 (13.5%) 1 1长石，常见有钾长石长石，常见有钾长石 ( (K2OAl2O 36SiO2)()(淡红淡红) )，钠长石和钙长石，钠
4、长石和钙长石( (白色白色),),Al2O316%, Fe2O312%. 2. 2. 高岭石高岭石( (Al2O32SiO22H2O) )，即粘土。，即粘土。Al2O325%, Fe2O30.4%.引入引入NaNa2 2O O的原料的原料(18%)(18%)1 1纯碱（纯碱（NaNa2 2COCO3 3）；杂质少，易潮解）；杂质少，易潮解2 2芒硝（芒硝（NaNa2 2SOSO4 4）；可作为澄清剂，热耗大，易腐蚀耐火）；可作为澄清剂，热耗大，易腐蚀耐火材料材料引入引入CaOCaO的原料的原料(12.5%)(12.5%) 1.1.方解石；方解石；2 2石灰石；石灰石；引入引入MgOMgO的原料
5、的原料 1.1.白云石白云石(CaCO(CaCO3 3MgCOMgCO3 3);2.);2.菱镁矿菱镁矿引入引入B B2 2O O3 3的原料的原料 1.1.硼酸硼酸(H(H3 3BOBO3 3) )；2.2.硼砂硼砂(Na(Na2 2B B4 4O O7 710H10H2 2O)O)引入引入BaOBaO的原料的原料 1.1.重晶石重晶石( (硫酸钡硫酸钡);2.);2.毒重石毒重石( (碳酸钡碳酸钡) )引入引入PbOPbO的原料的原料 1.1.铅丹（铅丹（PbPb3 3O O4 4) )；2.2.密陀僧（密陀僧（PbO)PbO)1 1AsAs2 2O O3 3、SbSb2 2O O3 3(
6、 (与硝酸盐共用与硝酸盐共用) )；2 2硫酸盐原料：硫酸盐原料：硫酸钠、硫酸钙、硫酸钡等；硫酸钠、硫酸钙、硫酸钡等；3. 3. 氟化物类原料：氟化物类原料：萤石萤石(CaF(CaF2 2) )、氟硅酸钠、氟硅酸钠(Na(Na2 2SiFSiF6 6),),产生有毒气体产生有毒气体HF,SiFHF,SiF4 4； 澄清剂：澄清剂：在玻璃熔制过程中能分解产生气体，或能降低玻在玻璃熔制过程中能分解产生气体，或能降低玻璃粘度促使玻璃液中气泡排除的原料璃粘度促使玻璃液中气泡排除的原料(白砒白砒,氧化氧化锑锑,硫酸盐硫酸盐,氟化物等氟化物等)。着色剂：着色剂：使玻璃对光线产生选择性吸收，显示出一定的颜使
7、玻璃对光线产生选择性吸收，显示出一定的颜色，色，过渡金属氧化物或盐；过渡金属氧化物或盐；5O2As2O3O2As12001200600以上1.2 1.2 玻璃的辅助原料玻璃的辅助原料掌握脱色剂：脱色剂：化学脱色剂物理脱色剂32FeFe消除色调助熔剂：助熔剂：使玻璃熔制过程加快，使玻璃熔制过程加快，(0.5-1%)(0.5-1%)氟化物氟化物(15-16(15-16) )，1.5%1.5%硼化物硼化物(15-16(15-16) )；乳浊剂：乳浊剂：使玻璃产生不透明乳白色的物质，氟使玻璃产生不透明乳白色的物质，氟化物，磷酸盐等化物，磷酸盐等；氧化剂氧化剂: : AsAs2 2O O3 3,Sb,S
8、b2 2O O3 3等等还原剂还原剂: : 碳，酒石酸钾等碳，酒石酸钾等硝酸盐As2O3Sb2O3氟化物Se, MnO2CoO2 2天然碱：天然碱：67%Na2CO3+17%Na2SO43 3珍珠岩：珍珠岩：含含73%SiO2 ；4 4铌、钽尾矿：铌、钽尾矿：含含70%SiO2,17%Al2O3,8%R2O；1 1碎玻璃碎玻璃废物利用，加速玻璃熔废物利用，加速玻璃熔制过程，降低玻璃的热制过程，降低玻璃的热量消耗，减轻生产成本量消耗，减轻生产成本和增加产量和增加产量与熔体发生界面分隔，与熔体发生界面分隔，引起不均匀，使玻璃引起不均匀，使玻璃变脆；引起玻璃着色变脆；引起玻璃着色的变化的变化一般为配
9、合料的一般为配合料的252530301.3 1.3 其它原料其它原料熟悉1 1原料的质量必须符合要求，且成份稳定；原料的质量必须符合要求，且成份稳定；原料的选择：原料的选择：第二节第二节 配合料的制备配合料的制备2 2易于加工处理；易于加工处理；3 3少用过轻和有毒物质；少用过轻和有毒物质；4 4对耐火材料侵蚀小；对耐火材料侵蚀小；5 5成本低、矿藏量大，运输方便。成本低、矿藏量大，运输方便。1.1 1.1 玻璃原料的选择与加工玻璃原料的选择与加工熟悉原料的加工过程原料的加工过程：颚式破碎机破碎比大破碎比大(300400mm3540mm) ，产品粒度均匀，产品粒度均匀，结构简单，工作可靠，维修
10、简便，运营费用低结构简单，工作可靠，维修简便，运营费用低 工作原理1.2 1.2 玻璃的破碎与粉碎玻璃的破碎与粉碎了解锤式破碎机的工作原理锤式破碎机结构简单、易操作维护、破碎比大结构简单、易操作维护、破碎比大(200100mm155mm)、生产能力高、损耗低生产能力高、损耗低 球磨机物料适应性强，粉碎比大（物料适应性强，粉碎比大（2540mm1.50.07mm), ), 结构简单，维护方便，但耗电大，能效低，噪音大结构简单，维护方便，但耗电大，能效低，噪音大振动球磨利用六角筛和振动筛对各种原料进行筛分，而振动筛利用六角筛和振动筛对各种原料进行筛分，而振动筛的优点较多。的优点较多。 振动筛的工作
11、原理筛分可以使原料有一定的颗粒组成，以保证配合料均筛分可以使原料有一定的颗粒组成，以保证配合料均匀混合和避免分层。匀混合和避免分层。1.3 1.3 玻璃的筛分玻璃的筛分了解设计玻璃组成的原则：设计玻璃组成的原则：1.1.根据组成，结构和性质的关系，确保满足预期的根据组成，结构和性质的关系，确保满足预期的性能要求；性能要求；2.2.玻璃析晶倾向最小玻璃析晶倾向最小3.3.根据生产条件使玻璃能够达到熔制，成型等工序根据生产条件使玻璃能够达到熔制，成型等工序的要求；的要求；4.4.低价格，易制备；低价格，易制备；设计和确定玻璃组成的步骤：设计和确定玻璃组成的步骤：1.1.列出玻璃的性能要求；列出玻璃
12、的性能要求； 2. 2. 拟订玻璃的组成拟订玻璃的组成3.3.试验、测试，确定最终组成试验、测试，确定最终组成1.4 1.4 玻璃组成的设计与确定玻璃组成的设计与确定熟悉配合料的计算配合料的计算以玻璃的质量分数和原料的化学成分为基础，计算以玻璃的质量分数和原料的化学成分为基础，计算熔化熔化100kg100kg玻璃所需的各种原料的用量，再以玻璃所需的各种原料的用量，再以500kg500kg或或1000kg1000kg玻璃计算各种原料的用量玻璃计算各种原料的用量. .玻玻 璃璃 配配 方：方：计算主料：石英粉长石粉硼砂方解石氧化锌计算主料：石英粉长石粉硼砂方解石氧化锌纯碱纯碱(100kg)在主料计
13、算的基础上计算辅料原料和挥发损失补充。注意在主料计算的基础上计算辅料原料和挥发损失补充。注意在计算过程中对在计算过程中对R2O和和CaO的用量进行修正。的用量进行修正。 配合料气体率：配合料气体率： 玻璃产率：玻璃产率：减去碎玻璃用量，计算减去碎玻璃用量，计算500kg配合料中各原料粉料的用量。配合料中各原料粉料的用量。100100配合料总重配合料总重配合料气体率100100100配合料气体率玻璃产率原料中含有水分，计算其湿基用量：原料中含有水分，计算其湿基用量：加水量计算：加水量计算：水分干基用量湿基用量1粉料湿基水分粉料干基加水量1配合料质量要求1 1配合料具有正确性和稳定性；配合料具有正
14、确性和稳定性；2 2具有一定水分；具有一定水分； 温度保持在温度保持在3535以上以上 NaCO3H2O NNaCO37H2O或或NaCO310H2O,产生胶结产生胶结3 3具有一定气体率：具有一定气体率： 钠钙硅酸盐玻璃钠钙硅酸盐玻璃15-2015-20；硼硅酸盐玻璃；硼硅酸盐玻璃9-159-15。4 4混合均匀。混合均匀。100配合料溢出气体量气体率(%) 先称量后混合。混合机可分为转动式、盘式、螺旋式先称量后混合。混合机可分为转动式、盘式、螺旋式和桨叶式。和桨叶式。影响配料混合均匀性的因素有原料物性、加料顺序、影响配料混合均匀性的因素有原料物性、加料顺序、加水方式、混合时间及是否加入碎玻璃等。加水方式、混合时间及是否加入碎玻璃等。轮辗式轮辗式螺带式螺带式螺锥式螺锥式1.5 1.5 玻璃配合料的混合玻璃配合料的混合了解配合料的质量检验配合料的质量检验 配合料的质量指标：1.1.配合料的均匀性：滴定法和电导法；配合料的均匀性：滴定法和电导法；2.2.配合料的组成：化学分析方法；配合料的组成：化学分析方法；3.3.配合料的水分：失重法；配合料的水分：失重法；配合料的粒化：将配合料进行压块和成球。将配合料进行压块和成球。1.1.防止配合料分层；防止配合料分层；2.2.防止飞料现象；防止飞料现象；3.3.提高熔制质量，缩短提高熔制质量，缩短 熔制时间；熔制时间；